煤液化系统及煤液化的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及煤制油技术领域，具体而言，涉及一种煤液化系统及煤液化的方法。
【背景技术】
[0002] 煤直接液化是把固体状态的煤炭，在一定温度、压力和催化剂作用下，直接与氢气 反应，是煤炭直接转化成为液体油品的工艺技术，也是煤炭高效洁净利用技术的重要方向 之一。
[0003] 在既定的工艺条件下，限制煤液化油收率有两个关键性因素，一个是循环溶剂的 供氢性能、另一个是原料性质。现有煤液化系统中加工循环溶剂的工序为：先经煤液化油品 全馏分加氢，再经分馏切割获得供氢循环溶剂。该工艺存在不能有效对循环溶剂馏分进行 加氢的缺陷，即轻质组分过度加氢，重质组分（循环溶剂馏分）未能有效加氢，从而导致循 环溶剂供氢性能下降，煤液化效能变差，油收率降低；另一方面，原料性质对煤液化油收率 有很大影响，煤种惰质组含量高的煤，需要在较苛刻的煤液化反应条件下进行煤液化反应， 以提升煤的转化率，但油收率不尽如人意。这是由于在相同的反应条件下，煤中易反应的镜 质组很快转化热解为自由基碎片，如果为了惰质组进一步转化，反应采用了比较苛刻的条 件，这些热解的自由基碎片可裂解为更小的自由基碎片，经过加氢成为气相，使得煤液化产 物中气产率增加，而有煤液化产物的油收率反而下降。
【发明内容】
[0004] 本发明的主要目的在于提供一种煤液化系统及煤液化的方法，以解决现有技术的 煤液化系统中油收率较低的问题。
[0005] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种煤液化系统，包括：煤浆 制备单元；煤液化反应单元，连接于煤浆制备单元的出口；液化产物分离单元，包括依次连 接的高温分离器、固液分离器和减压蒸馏塔，高温分离器的入口连接于煤液化反应单元的 出口，减压蒸馏塔的塔底出口连接于煤浆制备单元的入口。
[0006] 进一步地，液化产物分离单元还包括与高温分离器依次连接的低温分离器和常压 蒸馏塔，常压蒸馏塔的塔底出口连接于减压蒸馏塔的塔顶出口。
[0007] 进一步地，煤液化系统还包括：加氢反应单元，连接设置于减压蒸馏塔的塔顶出口 和煤浆制备单元的入口之间。
[0008] 进一步地，加氢反应单元包括依次连接的溶剂加氢反应器和分离罐，且溶剂加氢 反应器的入口连接于减压蒸馏塔的塔顶出口，分离罐的出口连接于煤浆制备单元的入口。
[0009] 进一步地，煤液化反应单元包括依次连接的预热器和煤液化反应器，煤浆制备单 元的出口连接于预热器的入口，煤液化反应器的出口连接于高温分离器的入口，预热器的 入口连接于氢气管道。
[0010] 进一步地，煤浆制备单元包括煤浆罐，煤浆罐具有用于加入煤粉和第一催化剂的 开口。
[0011] 进一步地，煤液化反应单元包括多个串联设置或并联设置的煤液化反应器。
[0012] 根据本发明的另一方面，提供了一种煤液化的方法，方法包括以下步骤：S1、将煤 粉、第一催化剂和循环溶剂通入权利要求1至7中任一项煤液化系统中的煤浆制备单元，形 成煤浆；S2、将氢气和煤浆通入煤液化系统中的煤液化反应单元进行煤液化反应，形成煤液 化产物；S3、将煤液化产物通入煤液化系统中的液化产物分离单元，并在液化产物分离单元 中的减压蒸馏塔中分离得到第一重质油和重质油浆，重质油浆通过减压蒸馏塔的塔底出口 通入煤楽·制备单元。
[0013] 进一步地，步骤S3包括：将煤液化产物通入液化产物分离单元中的高温分离器， 得到气态物和液固混合物；将液固混合物通入液化产物分离单元中的固液分离器，得到煤 液化清液和煤液化残渣；将煤液化清液通入减压蒸馏塔，并在减压蒸馏塔的底部分离出重 质油浆。
[0014] 进一步地，液化产物分离单元包括依次连接的低温分离器和常压蒸馏塔时，步骤 S3还包括：将气态物通入低温分离器，得到气相煤液化产物和液相煤液化产物；将液相煤 液化产物通入常压蒸馏塔，得到轻质油、中质油和第二重质油。
[0015] 进一步地，煤液化系统包括循环溶剂加氢反应单元时，方法还包括：S4、将第一重 质油和第二重质油通入加氢反应单元，得到循环溶剂，并将循环溶剂通入煤浆制备单元。
[0016] 进一步地，在步骤Sl中，将25~55wt%的煤粉、0.5~2wt%的第一催化剂、30~ 60wt%的循环溶剂和5~20wt%的重质油衆通入煤衆制备单元中。
[0017] 进一步地，在步骤Sl中，将35~50wt%的煤粉、0.5~2wt%的第一催化剂、40~ 55wt%的循环溶剂和5~15wt%的重质油衆通入煤衆制备单元中。
[0018] 进一步地，煤衆的粘度小于1000 mpa · s。
[0019] 进一步地，在步骤S2中，将煤浆和氢气通入煤液化反应单元，并在13. 5~20MPa 的氢分压下进行温度为435~470°C的热解加氢反应以形成煤液化产物。
[0020] 进一步地，高温分离器的操作温度为300~420°C，低温分离器的操作温度为35~ 65°C，且位于常压蒸馏塔的塔顶的轻质油的抽出温度小于145°C，位于常压蒸馏塔的侧部的 中质油的抽出温度为200~325°C。
[0021] 进一步地，高温分离器的操作温度为390~420°C，低温分离器的操作温度为50~ 60°C，且位于常压蒸馏塔的塔顶的轻质油的抽出温度小于145°C，位于常压蒸馏塔的侧部的 中质油的抽出温度为220~300°C。
[0022] 进一步地，重质油浆的灰分小于10%，且煤液化清液的灰分小于3%。
[0023] 进一步地，在步骤S4中，将第一重质油和第二重质油通入加氢反应单元的溶剂加 氢反应器，在体积空速为I. 0~2. 0h_ 1、操作温度为360~400°C和氢分压为13. 5~20MPa 的条件下，利用第二催化剂对第一重质油和第二重质油进行加氢反应，并通过加氢反应单 元的分离罐对加氢反应后的产物分离得到循环溶剂。
[0024] 进一步地，第二催化剂为Ni、W、Co和Mo中的任一种或多种。
[0025] 应用本发明的技术方案，本发明提供了一种煤液化系统，由于该煤液化系统中的 减压蒸馏塔的塔底出口连接于煤浆制备单元的入口，从而能够将未反应为煤液化产物的重 质油浆直接返回至煤浆制备单元，并引入煤液化反应单元进行煤液化加氢反应，从而延长 了不易反应的重质油浆在煤液化反应单元中的停留时间，同时也相当于缩短了易反应的煤 粉在煤液化反应单元中的停留时间，进而降低了煤液化产物中的气产率，提高了煤液化产 物中的油收率。
【附图说明】
[0026] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示 意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0027] 图1示出了本发明实施方式所提供的煤液化系统的示意图；
[0028] 图2示出了本发明对比例1中的煤液化系统的示意图。
【具体实施方式】
[0029] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0030] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】，而非意图限制根 据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式 也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语"包含"和/或"包 括"时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0031] 为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如"在……之上"、"在……上方"、 "在……上表面"、"上面的"等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特 征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位 之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为"在其他器 件或构造上方"或"在其他器件或构造之上"的器件之后将被定位为"在其他器件或构造下 方"或"在其他器件或构造之下"。因而，示例性术语"在……上方"可以包括"在……上方" 和"在……下方"两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方 位），并且对这里所